黄腐酸对NaCl胁迫下茶菊幼苗生理特性的影响

丁 丁，郭艳超，鲁梦莹，左永梅

（1.河北省农林科学院滨海农业研究所/河北省盐碱地绿化工程技术研究中心，河北唐山 063299；2.河北工程大学园林与生态工程学院，河北邯郸 056000）

土壤盐碱化已成为世界上最重要的环境问题之一，据统计，全世界有超过10亿hm2的盐渍土，约占陆地总面积的30%［1］。目前我国有各种盐渍土地约9 913万hm2，对农业生产和环境改良造成了不良的影响，并且随着人口、环境、资源问题的日益加剧，盐碱土的面积还在不断扩大［2］。因此，如何合理利用盐碱地资源对于解决我国所面临的人口、资源和环境之间的矛盾具有重要意义［3］。在盐渍化土壤上种植耐粗放管理的经济植物在改善生态环境的同时还可以有效利用现有土地资源，产出农副产品，促进农民增收。茶菊是菊花（Chrysanthemum morifolium）中以茶用为主的系列品种，因其芳香的气味、优雅的外观、清爽的口感、独特的保健功能和机理调节作用越来越受到人们的认可，菊花茶的需求正日益増加。而北方以及滨海地区的盐渍化土壤严重影响其生长发育和品质，成为限制其应用的主要因子［4］。因此，开展茶菊耐盐机理研究并找到有效缓解盐害的方法有利于茶菊在滨海地区的种植和开发利用。

黄腐酸（fulvic acid，FA）是腐植酸类分子量较小的高分子有机化合物，含有多种活性官能团，能溶于水、酸、碱、乙醇和丙醇，具有较强的生物活性，能影响和调节植物的多种生理活动，包括植物的生长、营养元素的吸收、蛋白质和核酸的合成、光合作用、呼吸作用以及一些酶的活性等［5-6］。已有研究表明，FA能够调节植物对逆境的响应［7］。庞强强等发现，外源FA处理可以改善硝酸盐胁迫下白菜的生长和光合作用，促进植物对氮的吸收和利用，缓解硝酸盐胁迫对小白菜的伤害［8］。张小冰等采用腐植酸钾浸种玉米，提高了玉米幼苗在NaCl胁迫下SOD、POD、CAT活性，降低了MDA含量，提高了玉米的耐盐性［9］。张元等采用适宜浓度的FA处理能够有效缓解盐胁迫对红花种子萌发及幼苗生长的伤害，促进红花种子萌发，提高红花幼苗的抗盐性［10］。近年来有关FA对植物的逆境胁迫的缓解效应多集中在小麦、玉米、马铃薯、西瓜［11］等植物上，但在茶菊上鲜有报道。为此，开展不同浓度的FA对盐胁迫下茶菊幼苗的生理特性的影响，以期找到缓解盐胁迫的最适FA浓度，为FA缓解茶菊盐害机制提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为茶菊品种金丝皇菊。所用营养液为市场上购买的普通营养液，化学试剂均为分析纯级。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 试验在河北省农林科学院滨海农业研究所综合试验站进行。春季取生长一致的脚芽于穴盘中扦插，扦插基质为蛭石，待插穗生根后上盆，缓苗10 d后，按下列处理浓度和组配配制溶液。试验共设6个处理，每个处理3次重复，具体处理如下：CK，即对照，普通营养液；T1，普通营养液+150 mmol/L NaCl；T2，普通营养液+150 mmol/L NaCl+50 mg/L FA；T3，普通营养液+150 mmol/L NaCl+100 mg/L FA；T4，普通营养液+150 mmol/L NaCl+200 mg/L FA；T5，普通营养液+150 mmol/L NaCl+300 mg/L FA。

处理21 d后取样进行形态指标及各项生理指标的测定。每处理测定9个单株，取平均值。

1.2.2 测定指标及其方法

1.2.2.1 形态指标测定 处理21 d后测定株高生长量。株高生长量＝各处理结束时株高-各处理第1天的株高。

1.2.2.2 生理指标 质膜透性测定用相对电导率法；叶绿素含量测定用乙醇法；丙二醛（MDA）含量测定用硫代巴比妥酸（TBA）法；脯氨酸含量测定用酸性茚三酮法［12］；可溶性糖含量的测定用蒽酮比色法。

1.2.3 数据处理

用SPSS19.0分析软件进行数据分析，平均值比较采用LSD标准。用Excel软件绘图。

2 结果与分析

2.1 FA对NaCl胁迫下茶菊株高的影响

幼苗的形态性状如株高，是植物适应环境变异最直接的外在表现［13］。由图1可以看出，T1处理下的株高生长量比CK下降了30.98%，与CK形成显著差异，T2～T5各处理株高生长量均低于CK，说明植株的生长受到了NaCl胁迫的抑制；与T1处理相比，T2处理幼苗株高生长量降低，表明低浓度的FA对NaCl胁迫下植株生长没有起到缓解作用；T5处理下株高生长量小于T1处理，表明高浓度的FA可能抑制植物生长；T3、T4各处理株高生长量均大于T1，在T4处理达到最大，为T1的1.15倍，表明外施FA可缓解NaCl胁迫对幼苗生长的伤害，提高植物的耐盐性，在施用200 mg/L FA时效果最好。

2.2 FA对NaCl胁迫下茶菊细胞膜透性的影响

由图2可知，与CK相比，菊花的T1处理在150 mmol/L NaCl胁迫下相对电导率上升了50.41%，说明高浓度的NaCl胁迫使菊花细胞质膜发生变化和受到损伤，膜性增大，加剧了细胞内部分电解质外泄；而加入不同浓度的FA后，与T1相比，T2～T5各处理的相对电导率分别下降了18.72%、22.4%、45.06%、40.33%，下降幅度由小到大依次是T2＜T3＜T5＜T4，其中T2、T3、T5处理与T1处理差异不显著，而加入200 mg/L的T4处理相对电导率最低，并与T1处理差异显著。由此可见，加入不同浓度的FA可以缓解盐胁迫对茶菊幼苗生长的伤害，提高膜稳定性。

2.3 FA对NaCl胁迫下茶菊叶绿素含量的影响

叶绿素是植物进行光合作用的重要物质，盐胁迫条件下，茶菊的叶绿素合成受到严重破坏。与CK相比，茶菊幼苗在150 mmol/L NaCl胁迫（T1处理）下叶绿素含量显著下降（图3）；加入不同浓度FA的各处理植株的叶绿素含量均有不同程度的上升幅度，分别为T1的1.01、1.29、1.59、1.13倍，在T4处理下达到最大，并与T1差异显著。可见，外施一定浓度的FA在一定程度上减缓了NaCl胁迫下茶菊叶片叶绿素的降解速度，缓解了叶片NaCl胁迫下光合作用的降低。

2.4 FA对NaCl胁迫下茶菊丙二醛含量的影响

丙二醛是植物细胞在逆境胁迫下膜脂过氧化的产物，对植物细胞具有明显的毒害作用。与CK相比，茶菊幼苗在150 mmol/L NaCl胁迫的各个处理下MDA含量均高于对照，其中在T1处理下含量最高，说明盐害可能导致了膜脂过氧化，植物细胞受到了毒害；在T4处理下含量最低，说明这个浓度下的FA对NaCl胁迫的缓解效果最好。在T2～T5处理下MDA含量均低于T1处理，表明外源FA能够降低NaCl胁迫下茶菊叶片MDA含量，增加细胞膜结构的稳定性。

2.5 FA对NaCl胁迫下茶菊脯氨酸含量的影响

在逆境条件下，大多数植物脯氨酸含量会成倍增加。脯氨酸的积累是植物对盐胁迫而采取的一种保护措施。由图4可知，茶菊幼苗在150 mmol/L NaCl胁迫的T1处理下叶片脯氨酸含量显著升高，为CK的4.21倍；在T2～T5处理下叶片脯氨酸含量均低于T1处理，分别比T1处理下降23.5%、26.42%、55.56%、62.79%，T4和T5处理均与T1处理差异显著。结果表明，外施一定浓度的FA可以缓解NaCl胁迫下茶菊幼苗受到的伤害，增强植株的抗盐性。

2.6 FA对NaCl胁迫下不同茶菊品种可溶性糖含量的影响

有研究认为，随着盐浓度的增加，可溶性糖含量呈上升趋势。还有研究结果显示，在盐胁迫初期，植物可溶性糖含量增加，但到了盐胁迫后期其含量却降低。与CK相比，茶菊幼苗在150 mmol/L NaCl胁迫处理后，T1处理植株的可溶性糖含量增加；加入不同浓度的FA后，T2～T5处理可溶性糖含量均低于T1处理，其中T3处理降到最低，与T1处理差异显著。结果表明，盐胁迫下可溶性糖含量的变化可能是外施FA起到了缓解作用，也可能与植株本身有关。

3 结论与讨论

生长抑制是植物对盐胁迫反应最敏感的过程［14］。本研究表明，与CK相比，盐胁迫下茶菊幼苗的株高生长量显著降低，说明植株的生长受到了NaCl胁迫的抑制；加入不同浓度的FA处理后，与T1处理相比，茶菊幼苗株高生长量在T2处理有所降低，T3、T4处理有所增加，T5处理又开始降低，表明外施FA可缓解NaCl胁迫对幼苗生长的伤害，提高植物的耐盐性。

叶绿素是植物进行光合作用的重要物质，其含量在一定程度上反映植物同化物质的能力，对光合作用有重要的影响［15］。在盐碱胁迫下，植物叶片内的叶绿素会遭到破坏，抑制叶绿素的合成或促进叶绿素的分解［16］。本试验结果表明，FA可以缓解盐胁迫下茶菊幼苗受到的伤害，显著抑制叶绿素含量的下降，在一定程度上促进叶绿素的合成。

植物在逆境条件下，相对电导率可以反映植物细胞膜透性的变化和受损伤的程度。丙二醛是膜脂过氧化作用的产物之一，是植物细胞膜受损和自由基形成的主要指示物［17］。本试验结果表明，在单纯盐胁迫的T1处理下，茶菊幼苗的相对电导率和叶片MDA含量分别上升了50.41%和61.82%，均高于对照，而加入不同浓度的FA处理后，茶菊叶片相对电导率和MDA含量呈现先降低后升高的趋势，以T4的处理效果最好，这说明外源FA能够增加细胞膜结构的稳定性，并且它对茶菊幼苗盐胁迫下的缓解作用存在最适浓度。

脯氨酸是一种重要的有机渗透调节物质，大量的研究结果表明，随着外界盐浓度的增加，植物体内脯氨酸含量升高［18］。脯氨酸的积累是植物对胁迫采取的一种保护性措施，因此脯氨酸更适宜作为植物对盐胁迫的敏感性指标［19］。本试验结果表明，脯氨酸是盐胁迫下植物保护自身产生的一种产物，外施一定浓度的FA缓解了盐胁迫对茶菊幼苗的伤害，从而减少了植物在逆境条件下脯氨酸的积累，增强了植物的抗盐性。

可溶性糖是植物体内重要的渗透调节物质之一，对于适应逆境、减少伤害起着非常重要的作用，对细胞膜和原生胶体也有稳定作用。在盐胁迫的条件下，植物可溶性糖含量将会随着盐度的变化而变化。有研究认为，随着盐浓度的增加，可溶性糖含量呈上升趋势。也有研究结果显示，在盐胁迫初期，植物可溶性糖含量增加，但到了盐胁迫后期其含量却降低。本试验结果表明，与CK相比，与单纯的盐胁迫处理相比，外施一定浓度的FA，茶菊幼苗的可溶性糖含量发生变化，这种变化可能是外施FA起到了缓解作用，也可能与植株本身的适应机制有关，还有待进一步研究。

综上所述，一定浓度范围的外源FA处理可以提高盐胁迫下茶菊株高生长量和叶片叶绿素含量，降低叶片MDA含量和脯氨酸含量的积累，从而提高幼苗的抗盐性，缓解盐胁迫对茶菊的伤害，其中以200 mg/L黄腐酸处理效果最佳。本试验仅选取了1个NaCl浓度（150 mm/L）来检测黄腐酸对一种植物（茶菊）盐害症状的缓解作用，研究结果可以为临近盐胁迫浓度的菊花种植提供参考，今后拟扩大盐浓度范围、增加外源激素类以及采用多个植物品种进一步研究外源激素对植物的生理机制的影响作用。